Математическое моделирование фильтрационной консолидации с учетом солепереноса в рамках системы с двойной релаксацией
Побудовано математичну модель процесу фільтраційної консолідації насичених сольовими розчинами пористих середовищ з урахуванням релаксаційності фільтраційного процесу, що проходить в релаксаційно-стискуваному середовищі. Виконано постановку відповідно крайової задачі, знайдено асимптотичні наближенн...
Gespeichert in:
Datum: | 2008 |
---|---|
1. Verfasser: | |
Format: | Artikel |
Sprache: | Russian |
Veröffentlicht: |
Інститут кібернетики ім. В.М. Глушкова НАН України
2008
|
Schriftenreihe: | Кибернетика и системный анализ |
Schlagworte: | |
Online Zugang: | http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/71926 |
Tags: |
Tag hinzufügen
Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
|
Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
Zitieren: | Математическое моделирование фильтрационной консолидации с учетом солепереноса в рамках системы с двойной релаксацией / В.М. Булавацкий // Кибернетика и системный анализ. — 2008. — № 1. — С. 116-126. — Бібліогр.: 17 назв. — рос. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraineid |
irk-123456789-71926 |
---|---|
record_format |
dspace |
spelling |
irk-123456789-719262014-12-15T03:01:42Z Математическое моделирование фильтрационной консолидации с учетом солепереноса в рамках системы с двойной релаксацией Булавацкий, В.М. Системный анализ Побудовано математичну модель процесу фільтраційної консолідації насичених сольовими розчинами пористих середовищ з урахуванням релаксаційності фільтраційного процесу, що проходить в релаксаційно-стискуваному середовищі. Виконано постановку відповідно крайової задачі, знайдено асимптотичні наближення розв'язків та запропоновано алгоритм числового моделювання. 2008 Article Математическое моделирование фильтрационной консолидации с учетом солепереноса в рамках системы с двойной релаксацией / В.М. Булавацкий // Кибернетика и системный анализ. — 2008. — № 1. — С. 116-126. — Бібліогр.: 17 назв. — рос. http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/71926 517.954:532.546 ru Кибернетика и системный анализ Інститут кібернетики ім. В.М. Глушкова НАН України |
institution |
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
collection |
DSpace DC |
language |
Russian |
topic |
Системный анализ Системный анализ |
spellingShingle |
Системный анализ Системный анализ Булавацкий, В.М. Математическое моделирование фильтрационной консолидации с учетом солепереноса в рамках системы с двойной релаксацией Кибернетика и системный анализ |
description |
Побудовано математичну модель процесу фільтраційної консолідації насичених сольовими розчинами пористих середовищ з урахуванням релаксаційності фільтраційного процесу, що проходить в релаксаційно-стискуваному середовищі. Виконано постановку відповідно крайової задачі, знайдено асимптотичні наближення розв'язків та запропоновано алгоритм числового моделювання. |
format |
Article |
author |
Булавацкий, В.М. |
author_facet |
Булавацкий, В.М. |
author_sort |
Булавацкий, В.М. |
title |
Математическое моделирование фильтрационной консолидации с учетом солепереноса в рамках системы с двойной релаксацией |
title_short |
Математическое моделирование фильтрационной консолидации с учетом солепереноса в рамках системы с двойной релаксацией |
title_full |
Математическое моделирование фильтрационной консолидации с учетом солепереноса в рамках системы с двойной релаксацией |
title_fullStr |
Математическое моделирование фильтрационной консолидации с учетом солепереноса в рамках системы с двойной релаксацией |
title_full_unstemmed |
Математическое моделирование фильтрационной консолидации с учетом солепереноса в рамках системы с двойной релаксацией |
title_sort |
математическое моделирование фильтрационной консолидации с учетом солепереноса в рамках системы с двойной релаксацией |
publisher |
Інститут кібернетики ім. В.М. Глушкова НАН України |
publishDate |
2008 |
topic_facet |
Системный анализ |
url |
http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/71926 |
citation_txt |
Математическое моделирование фильтрационной консолидации с учетом солепереноса в рамках системы с двойной релаксацией / В.М. Булавацкий // Кибернетика и системный анализ. — 2008. — № 1. — С. 116-126. — Бібліогр.: 17 назв. — рос. |
series |
Кибернетика и системный анализ |
work_keys_str_mv |
AT bulavackijvm matematičeskoemodelirovaniefilʹtracionnojkonsolidaciisučetomsoleperenosavramkahsistemysdvojnojrelaksaciej |
first_indexed |
2025-07-05T20:49:40Z |
last_indexed |
2025-07-05T20:49:40Z |
_version_ |
1836841519715188736 |
fulltext |
ÓÄÊ 517.954:532.546
Â.Ì. ÁÓËÀÂÀÖÊÈÉ
ÌÀÒÅÌÀÒÈ×ÅÑÊÎÅ ÌÎÄÅËÈÐÎÂÀÍÈÅ ÔÈËÜÒÐÀÖÈÎÍÍÎÉ
ÊÎÍÑÎËÈÄÀÖÈÈ Ñ Ó×ÅÒÎÌ ÑÎËÅÏÅÐÅÍÎÑÀ  ÐÀÌÊÀÕ
ÑÈÑÒÅÌÛ Ñ ÄÂÎÉÍÎÉ ÐÅËÀÊÑÀÖÈÅÉ
Êëþ÷åâûå ñëîâà: ìàòåìàòè÷åñêîå ìîäåëèðîâàíèå, ôèëüòðàöèîííàÿ
êîíñîëèäàöèÿ, ìàññîïåðåíîñ, ðåëàêñàöèÿ, íåêëàññè÷åñêèå ìîäåëè, ñèñòåìû
äèôôåðåíöèàëüíûõ óðàâíåíèé â ÷àñòíûõ ïðîèçâîäíûõ, êðàåâûå çàäà÷è,
àñèìïòîòè÷åñêèå ïðèáëèæåíèÿ, ÷èñëåííûå ðåøåíèÿ.
ÂÂÅÄÅÍÈÅ
Àêòóàëüíîñòü èññëåäîâàíèÿ ïðîöåññîâ ôèëüòðàöèîííîé êîíñîëèäàöèè â äå-
ôîðìèðóåìûõ íàñûùåííûõ ïîðèñòûõ ñðåäàõ îáóñëîâëåíà èõ ìíîãîîáðàçíûìè
ïðèìåíåíèÿìè â ðàçëè÷íûõ îáëàñòÿõ íàó÷íî-òåõíè÷åñêîãî ïðîãðåññà,
â ÷àñòíîñòè ïðè îïðåäåëåíèè äåôîðìàöèé ÿäåð è ýêðàíîâ çåìëÿíûõ ïëîòèí,
óñòîé÷èâîñòè îòêîñîâ çåìëÿíûõ ñîîðóæåíèé, â ãèäðîòåõíè÷åñêîì, äîðîæíîì,
ïðîìûøëåííîì, ãðàæäàíñêîì ñòðîèòåëüñòâå è äð. [1–3]. Â ñâÿçè ñ ïðîáëåìàìè
îõðàíû îêðóæàþùåé ñðåäû âàæîå çíà÷åíèå ïðèîáðåòàþò èññëåäîâàíèÿ
ïðîöåññîâ óïëîòíåíèÿ îñíîâàíèé ïîâåðõíîñòíûõ íàêîïèòåëåé ïðîìûøëåííûõ
è áûòîâûõ ñòîêîâ [4, 5]. Íåðåäêî óêàçàííûå õðàíèëèùà çàïîëíÿþòñÿ
îòõîäàìè ïðîìûøëåííîñòè, ÿâëÿþùèìèñÿ êîíöåíòðèðîâàííûìè ñîëåâûìè
ðàñòâîðàìè, ïîýòîìó äëÿ îöåíêè äèíàìèêè ïðîöåññîâ óïëîòíåíèÿ
(êîíñîëèäàöèè) îñíîâàíèé ýòèõ íàêîïèòåëåé íåêîððåêòíî èñïîëüçîâàòü
êëàññè÷åñêóþ òåîðèþ ôèëüòðàöèîííîé êîíñîëèäàöèè, áàçèðóþùóþñÿ íà
ïðåäïîëîæåíèè, ÷òî ôèëüòðàò â ìàññèâå ÿâëÿåòñÿ ÷èñòîé âîäîé [1–3], à
íåîáõîäèìî ó÷èòûâàòü òàêæå ìàññîïåðåíîñ ñîëåé â ïðîöåññå ôèëüòðàöèè
ïîðîâîãî ðàñòâîðà [4–6].
Íàõîäÿùàÿñÿ â ïðîöåññå äåôîðìèðîâàíèÿ ñèñòåìà «ïîðèñòàÿ ñðåäà–ñîëåâîé
ðàñòâîð» âåñüìà ñëîæíàÿ äëÿ ìàòåìàòè÷åñêîãî îïèñàíèÿ ñ ó÷åòîì âñåãî
êîìïëåêñà ôàêòîðîâ, âëèÿþùèõ íà äèíàìèêó ïðîöåññà óïëîòíåíèÿ. Ïîýòîìó â
ñîîòâåòñòâèè ñ òðåáîâàíèÿìè ñèñòåìíîãî àíàëèçà ïðè ïîñòðîåíèè
ñîîòâåòñòâóþùåé ìàòåìàòè÷åñêîé ìîäåëè áóäåì ó÷èòûâàòü ëèøü
âçàèìîäåéñòâèÿ è ïàðàìåòðû, èãðàþùèå ïåðâîñòåïåííóþ ðîëü â ðàìêàõ
ïðîâîäèìîãî èññëåäîâàíèÿ ïðîöåññà ôèëüòðàöèîííîãî óïëîòíåíèÿ, êàê ïðîöåññà
â ñèñòåìå ñ äâîéíîé ðåëàêñàöèåé: ðåëàêñàöèîííàÿ ôèëüòðàöèÿ ïîðîâîé
æèäêîñòè â äåôîðìèðóåìîé ðåëàêñàöèîííî-ñæèìàåìîé ñðåäå.
Îòìåòèì, ÷òî ìàòåìàòè÷åñêàÿ ìîäåëü ïðîöåññà êîíñîëèäàöèè äåôîðìèðóå-
ìîãî ïîðèñòîãî ìàññèâà ñ ó÷åòîì íàñûùåííîñòè ìàññèâà ñîëåâûì ðàñòâîðîì
è ðåëàêñàöèîííîñòè ëèøü ôèëüòðàöèîííîãî ïðîöåññà èññëåäîâàíà â [7]. Â ïðåä-
ëàãàåìîé íèæå ìîäåëè äîïîëíèòåëüíî ó÷èòûâaåòñÿ âîçìîæíîñòü ïðîòåêàíèÿ
ïðîöåññà óïëîòíåíèÿ â ðåëàêñàöèîííî-ñæèìàåìîé ïîðèñòîé ñðåäå, ÷òî îñîáåííî
âàæíî ïðè ðåçêèõ è çíà÷èòåëüíûõ èçìåíåíèÿõ äàâëåíèÿ (âçðûâàõ, ãîðíûõ
óäàðàõ), ïîñêîëüêó ïðè ýòîì èçìåíåíèå ïîðèñòîñòè íîñèò ÿðêî âûðàæåííûé
ðåëàêñàöèîííûé õàðàêòåð [8].
 ðàìêàõ ýòîé ìîäåëè íèæå ïîñòàâëåíà ñîîòâåòñòâóþùàÿ êðàåâàÿ çàäà÷à î
êîíñîëèäàöèè (ñ ó÷åòîì óêàçàííûõ ôàêòîðîâ) íàñûùåííîãî ñîëåâûì ðàñòâîðîì
ISSN 0023-1274. Êèáåðíåòèêà è ñèñòåìíûé àíàëèç, 2008, ¹ 1 116
© Â.Ì. Áóëàâàöêèé, 2008
ãðóíòîâîãî ìàññèâà íà íåïðîíèöàåìîì îñíîâàíèè è ïðèâåäåíû ðåçóëüòàòû
àñèìïòîòè÷åñêîãî àíàëèçà â ñëó÷àå ñëàáîé ðåëàêñàöèîííîé ñæèìàåìîñòè ñðåäû.
 îáùåì ñëó÷àå (áåç ïðåäïîëîæåíèÿ î ìàëîñòè ðåëàêñàöèîííûõ ïàðàìåòðîâ)
ðàçðàáîòàíà ìåòîäèêà ÷èñëåííîãî ðåøåíèÿ ïîñòàâëåííîé íåëèíåéíîé êðàåâîé
çàäà÷è.
ÏÎÑÒÐÎÅÍÈÅ ÌÀÒÅÌÀÒÈ×ÅÑÊÎÉ ÌÎÄÅËÈ ÏÐÎÖÅÑÑÀ,
ÏÎÑÒÀÍÎÂÊÀ ÊÐÀÅÂÎÉ ÇÀÄÀ×È
Ðàññìîòðèì îäíîìåðíûé íåñòàöèîíàðíûé ïðîöåññ ôèëüòðàöèîííîãî óïëîòíåíèÿ
íàñûùåííîãî ñîëåâûì ðàñâîðîì ãðóíòîâîãî ìàññèâà ïîä äåéñòâèåì ìãíîâåííî
ïðèëîæåííîé íàãðóçêè ïðè âûïîëíåíèè èçâåñòíûõ îãðàíè÷åíèé [1, 2].
Ïðåäïîëîæèì, ÷òî èìååò ìåñòî ñëåäóþùåå åñòåñòâåííîå îáîáùåíèå çàêîíà
ðåëàêñàöèîííîé ôèëüòðàöèè íà ñëó÷àé äâèæåíèÿ ñîëåâûõ ðàñòâîðîâ [7]:
u
u
t
k
x
H
H
t x
C
C
t
x
x�
�
�
� � �
�
� �
�
�
�
�
� �
�
�
� �
�
�
�
�
�� � � �1 2 1 . (1)
Çäåñü ux — ñêîðîñòü ôèëüòðàöèè, k — êîýôôèöèåíò ôèëüòðàöèè, H
p
�
�
—
èçáûòî÷íûé íàïîð, p — ïîðîâîå äàâëåíèå, � — îáúåìíûé âåñ æèäêîñòè, C
— êîíöåíòðàöèÿ ñîëåé â æèäêîé ôàçå, � — êîýôôèöèåíò îñìîñà, � �1 2, —
ïàðàìåòðû ðåëàêñàöèè. Îòìåòèì, ÷òî â ÷àñòíîì ñëó÷àå � �1 2 0� � èç
ñîîòíîøåíèÿ (1) ïîëó÷àåì îáîáùåíèå çàêîíà Äàðñè–Ãåðñåâàíîâà äëÿ
äâèæåíèÿ ñîëåâûõ ðàñòâîðîâ, ïðåäëîæåííîå â [5].
Ðàññìîòðèì ïîðèñòûå ñðåäû, äëÿ êîòîðûõ ñîîòâåòñòâèå ìåæäó
êîýôôèöèåíòîì ïîðèñòîñòè è ñóììîé ãëàâíûõ íàïðÿæåíèé íåðàâíîâåñíîå
(ðåëàêñàöèîííî-ñæèìàåìàÿ ñðåäà) è îïèñûâàåòñÿ ñîîòíîøåíèåì [8]
e
e
t
e a
t
� �
�
� � � �
�
�
�
�
�� � �
�
1 0 2 ,
(2)
ãäå e — êîýôôèöèåíò ïîðèñòîñòè, a — êîýôôèöèåíò óïëîòíåíèÿ, � — ñóììà
ãëàâíûõ íàïðÿæåíèé, � �1 2, — ïàðàìåòðû ðåëàêñàöèè.
Ñ ó÷åòîì ñîîòíîøåíèÿ (2) óðàâíåíèå íåðàçðûâíîñòè æèäêîé ôàçû [1, 2]
ïðèíèìàåò âèä
�
�
�
�
�
�
�
�
� � � �
�
� �
�
�
�
�
�
x
u
u
t
k
c t
H
H
t
x
x� �
�
1 2 ,
(3)
ãäå c
k e
a
�
�
�
�( )1
— êîýôôèöèåíò êîíñîëèäàöèè [1, 2], e — ñðåäíåå çíà÷åíèå
êîýôôèöèåíòà ïîðèñòîñòè. Èñêëþ÷àÿ èç óðàâíåíèÿ (3) ñêîðîñòü ôèëüòðàöèè ux
ñîãëàñíî ñîîòíîøåíèþ (1), ïîëó÷àåì óðàâíåíèå äëÿ îïðåäåëåíèÿ èçáûòî÷íîãî
íàïîðà H â âèäå
� � � �1 2
3
3 1 2
2
2
�
�
� � �
�
� �
�
�H
t
H
t
H
t
( )
� �
�
� �
�
�
�
�
� �
�
� �
� �
�
�
�
�
��c
x
H
H
t
c
x t
H
H
t
� �� � �
2
2 2 1
3
2 2
� �
�
� �
�
�
�
�
� �
�
� �
� �
�
�
�
�
�� � �� �
2
2 1 1
3
2 1
x
C
C
t x t
C
C
t
, (4)
ãäå � � �� �c k 1.
117 ISSN 0023-1274. Êèáåðíåòèêà è ñèñòåìíûé àíàëèç, 2008, ¹ 1
Èç óðàâíåíèÿ êîíâåêòèâíîé äèôôóçèè (ãèäðîäèíàìè÷åñêîé äèñïåðñèè) ïðè
ôèëüòðàöèè ïîðîâîãî ðàñòâîðà [9]
n
C
t
D
C
x x
u Cx
�
�
� �
�
� �
�
2
2
( ),
(5)
ãäå n — ïîðèñòîñòü, D — êîýôôèöèåíò êîíâåêòèâíîé äèôôóçèè [9], ñ ó÷åòîì
ñîîòíîøåíèÿ (1) ïîëó÷àåì óðàâíåíèå äëÿ îïðåäåëåíèÿ êîíöåíòðàöèè ñîëåé â
æèäêîé ôàçå:
n
C
t
D
C
x
k
x
C
H
x
k�
�
�
�
�
� �
�
�
�
�
�
�
� � �
�
�
��
�
2
2
2
1 1
2
1
1
�
� �
�
� ��
� �
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
� �
�
�
�
�
�
�
�
� �
x
C
H
x
e d
x
C
C
x
t
t
0
1
�
� � � .
(6)
Ñèñòåìà óðàâíåíèé (4), (6) ñîñòàâëÿåò ìàòåìàòè÷åñêóþ ìîäåëü ïðîöåññà
ôèëüòðàöèîííîé êîíñîëèäàöèè, íàñûùåííîé ñîëåâûì ðàñòâîðîì ðåëàêñà-
öèîííî-ñæèìàåìîé ïîðèñòîé ñðåäû â óñëîâèÿõ ðåëàêñàöèîííîé ôèëüòðàöèè
ïîðîâîãî ðàñòâîðà.
Ïðèìåíÿÿ ê èíòåãðàëó â (6) îáîáùåííóþ òåîðåìó î ñðåäíåì è àïïðîê-
ñèìèðóÿ ïîëó÷åííûé èíòåãðàë ñ ïîìîùüþ íåêîòîðîé êâàäðàòóðíîé ôîðìóëû,
íàïðèìåð ôîðìóëû òðàïåöèé, ïåðåõîäèì îò èíòåãðî-äèôôåðåíöèàëüíîãî
óðàâíåíèÿ (6) ê äèôôåðåíöèàëüíîìó:
n
C
t
D
C
x
w t
x
C
H
x x
C
C
x
�
�
� �
�
� �
�
�
�
�
�
�
� � �
�
�
�
�
�
�
�
2
2
( ) � ,
(7)
ãäå
w t
k t
e
t
( ) � � �
�
�
��
��
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
1
2
2
1
2
2
1 1 . (8)
Ïîãðåøíîñòü ïðèíÿòîé â (6) àïïðîêñèìàöèè ïðåäïîëîæèòåëüíî íàõîäèòñÿ â
ïðåäåëàõ ïîãðåøíîñòè èñõîäíûõ ïðåäïîñûëîê, èñïîëüçîâàííûõ ïðè
ïîñòðîåíèè ñîáñòâåííî ñàìîé ìàòåìàòè÷åñêîé ìîäåëè êîíñîëèäàöèè.  ñâÿçè
ñ ýòèì èñïîëüçîâàíèå áîëåå ïðîñòîé äëÿ ÷èñëåííîé ðåàëèçàöèè ïðèáëèæåííîé
ìàòåìàòè÷åñêîé ìîäåëè, îñíîâàííîé íà óðàâíåíèÿõ (4), (7), âìåñòî
ïåðâîíà÷àëüíî ñôîðìóëèðîâàííîé ìîäåëè, âêëþ÷àþùåé (4), (6), ïðåäïî÷-
òèòåëüíåå äëÿ èíæåíåðíûõ ðàñ÷åòîâ.  íàñòîÿùåé ðàáîòå èñïîëüçîâàíèå
ïðèáëèæåííîé ìîäåëè, îñíîâàííîé íà (4), (7), âìåñòî ïåðâîíà÷àëüíîé,
îñíîâàííîé íà (4), (6), îïèðàåòñÿ íà óñòàíîâëåííûé â [10] ôàêò óäîâëåò-
âîðèòåëüíîé ñîãëàñîâàííîñòè ðåçóëüòàòîâ ðàñ÷åòîâ ïîëåé èçáûòî÷íûõ íàïîðîâ
â ðàìêàõ îáåèõ ìîäåëåé êîíñîëèäàöèè.
Ñëåäóåò îòìåòèòü, ÷òî àïïðîêñèìèðóÿ êîýôôèöèåíò w t( ) ñ ïîãðåøíîñòüþ,
íå ïðåâîñõîäÿùåé
�1
e
, ïîñòîÿííîé âåëè÷èíîé
w k
e e
� � ��
�
�
�
�
�
�
�
�
�
1
2
1
1
2
2
1
�
�
,
ìîæíî ïðåîáðàçîâàòü (7) â óðàâíåíèå ñ ïîñòîÿííûìè êîýôôèöèåíòàìè.
 ðàìêàõ ìàòåìàòè÷åñêîé ìîäåëè (4), (7), (8) èçó÷åíèå ïðîöåññà
êîíñîëèäàöèè ãðóíòîâîãî ìàññèâà êîíå÷íîé ìîùíîñòè l, ðàñïîëîæåííîãî íà
íåïðîíèöàåìîì îñíîâàíèè, ñâîäèòñÿ ê ðåøåíèþ â îáëàñòè ( , ) ( , )0 0l � � �
ñëåäóþùåé íåëèíåéíîé êðàåâîé çàäà÷è:
ISSN 0023-1274. Êèáåðíåòèêà è ñèñòåìíûé àíàëèç, 2008, ¹ 1 118
� � � �1 2
3
3 1 2
2
2
�
�
� � �
�
� �
�
�
H
t
H
t
H
t
( )
�
�
�
� �
�
�
�
�
��
�
� �
� �
�
�
�
�
��c
x
H
H
t
c
x t
H
H
t
� �� � �
2
2 2 1
3
2 2
� �
�
� �
�
�
�
�
� �
�
� �
� �
�
�
�
�
�� � �� �
2
2 1 1
3
2 1
x
C
C
t x t
C
C
t
, (9)
n
C
t
D
C
x
w t
x
C
H
x x
C
C
x
�
�
� �
�
� �
�
�
�
�
�
�
� �
�
�
�
�
�
�
�
�
2
2
( ) � , (10)
H t( , )0 0� , H tx ( , )1 0� , (11)
H x( , )0 1� , H xt ( , )0 0� , H xtt ( , )0 0� , (12)
C t( , )0 1� , C tx ( , )1 0� , (13)
C x( , )0 0� . (14)
Çäåñü ââåäåíû áåçðàçìåðíûå ïåðåìåííûå è ïàðàìåòðû:
x
x
l
� � , t
t
T
� � , H
H
H
� �
0
, C
C
C
� �
0
, �
�
� �i
i
T
,
�
�
� � �i
i
T
i( , )1 2 , c
c T
l
�
�� �
2
,
�
�
� �
C T
l
0
2
, �
�
� �
C T
l H
0
2
0
, D
DT
l
� �
2
( , , , )D T C H0 0 � const ,
çíàê «øòðèõ» íàä áåçðàçìåðíûìè âåëè÷èíàìè îïóùåí.
ÀÑÈÌÏÒÎÒÈ×ÅÑÊÈÅ ÏÐÈÁËÈÆÅÍÈß ÐÅØÅÍÈÉ ÇÀÄÀ×È
ÄËß ÈÇÁÛÒÎ×ÍÎÃÎ ÍÀÏÎÐÀ
Ðàññìîòðèì ñëó÷àé ñëàáîé ðåëàêñàöèîííîé ñæèìàåìîñòè ñðåäû, ò.å.
ïðåäïîëîæèì, ÷òî ïàðàìåòðû � �1 2, ìàëû. Ñ÷èòàÿ � � 1 1� � , � � 2 2� � ( —
ìàëûé ïàðàìåòð) è îïóñêàÿ â äàëüíåéøåì çíàê «øòðèõ», ïåðåïèøåì
óðàâíåíèå äëÿ íàïîðà â âèäå
� � � �1 2
3
3 1 2
2
2
�
�
� �
�
�
� �
�
�
H
t
H
t
H
t
( )
�
�
�
� �
�
�
�
�
� �
�
� �
� �
�
�
�
�
� �c
x
H
H
t
c
x t
H
H
t
� �� � �
2
2 2 1
3
2 2
� �
�
� �
�
�
�
�
� �
�
� �
� �
�
�
�
�
�� � � � �
2
2 1 1
3
2 1
x
C
C
t x t
C
C
t
.
(15)
Ñîãëàñíî àñèìïòîòè÷åñêîìó ìåòîäó Ì.È. Âèøèêà–Ë.À. Ëþñòåðíèêà [11, 12],
èùåì ôóíêöèþ èçáûòî÷íîãî íàïîðà H â âèäå
119 ISSN 0023-1274. Êèáåðíåòèêà è ñèñòåìíûé àíàëèç, 2008, ¹ 1
H x t H x t x R
i
n
i
i
i
n
i
i n( , , ) ( , ) ( , ) , � �� � �
� �
� �
0 0
(16)
ãäå H i ni ( , )� 0 — ÷ëåíû âíåøíåãî ïðèáëèæåíèÿ, � i i n( , )� 0 — ÷ëåíû
âíóòðåííåãî ïðèáëèæåíèÿ, Rn — îñòàòî÷íûé ÷ëåí, �
� t
.
Óðàâíåíèÿ äëÿ îïðåäåëåíèÿ ðåãóëÿðíîé ÷àñòè àñèìïòîòèêè ïîëó÷àþòñÿ
ïðèìåíåíèåì ñòàíäàðòíîé ïðîöåäóðû ìåòîäà âîçìóùåíèé è èìåþò âèä
� � � ��1
2
0
2
0
2
2 0 2
0
2
2 1
�
�
�
�
�
� �
�
�
�
�
�
�
�
� �
�
�
�
H
t
H
t
c
x
H
H
t x
C
�
�
�
�
�
�
C
t
, (17)
� � � � ��1
2
1
2
1
2
2 1 2
1
1 2
3�
�
�
�
�
� �
�
�
�
�
�
�
�
� � �
�H
t
H
t
c
x
H
H
t
( )
� �
� �
�
�
�
�
� �
x t
C
C
t2 1�
� � �
� �
�
�
�
�
�
�
�c
x t
H
H
t
� � � �( )1 2
3
2 0 2
0 , … (18)
Ãðàíè÷íûå óñëîâèÿ äëÿ îïðåäåëåíèÿ ôóíêöèé H i ni ( , )� 0 çàïèøåì
ñëåäóþùèì îáðàçîì:
H ti ( , )0 0� ,
�
�
�
H t
x
i ( , )1
0.
Óðàâíåíèÿ äëÿ îïðåäåëåíèÿ ôóíêöèé � i i n( , )� 0 ïîëó÷àåì â âèäå
�
�
�
�
�
�2
3
3
2
2 1
�
�
�
�
�
� �
i i
if ( ) ( , )i n� 0 ,
ãäå îáîçíà÷åíî
f ( )� � �1 0, f c
x
( )� � �
�
� �
�
� �
� �
�
�0 1
1
2
3
2 0 1
0
0 2
0�
�
� �
�
�
�
�
�
�
� �
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
,
f c
x
k k
k
k
k( )� � �
�
� �
�
� �
� �
�
�� �
� �
�
�
�
�
�
�
� �
�
�
�
�
�
�
1
1
2
3
2 1 2
�
�
�
�
� �
�
�
�
�
� �
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
c
x
k
k
� � �
�
�
2
2 1 1
1
( , )k n�1 .
Ôóíêöèè H i è � i ñâÿçàíû ìåæäó ñîáîé ïîñðåäñòâîì íà÷àëüíûõ óñëîâèé:
H x
H
t
x
t
0
0
0
00 1 0 0 0( , ) , , ( , )�
�
�
�
�
� � �
�
� ,
H x xi i( , ) ( , )0 0� � � ( , )i n�1 ,
�
�
�
�
� �
�
�
�
�
� � �
�
�
�
�
�
�
�
� �
�
�
�
�� �
0
0
1
0 0
0,
H
t
i
t
i ( , )i n�1 ,
�
�
�
�
� � �
�
�
�
�
��
�
�
�
2
2
0
2
2
2
0
�
�
�
i i
t
H
t
( , )i n� 2 .
ISSN 0023-1274. Êèáåðíåòèêà è ñèñòåìíûé àíàëèç, 2008, ¹ 1 120
Òðåáóÿ, ÷òîáû ôóíêöèè � �i x( , ) áûëè ôóíêöèÿìè òèïà ïîãðàíñëîÿ, èìååì
� � � � � � �
�
�
0 1 2
2
0
2
0
2
20 0( , ) , ( , ) , ( , )x x x
H
t
e
t
� � � �
�
�
�
�
� �
�
�
2 ,
� � �
�
�
3
0
2
2
1
2
0
( , ) ( ( , ))x e f x s ds
H
t
es
t
� �
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
� � � �
� �
( ) ( ( , ))s f x s ds� �
�
1 2 .
Ïîñëåäîâàòåëüíîñòü âû÷èñëåíèé ïî ïîëó÷åííûì ôîðìóëàì ñëåäóþùàÿ: H 0 ,
� 2 , H1, � 3 , � Îòìåòèì, ÷òî îñíîâíîé âêëàä â ðåøåíèå çàäà÷è äàþò ôóíêöèè
H 0 è � 2 . Ïðè ýòîì óðàâíåíèå äëÿ èçáûòî÷íîãî íàïîðà H 0 âèäà (17)
ñîâìåñòíî ñ óðàâíåíèåì äëÿ êîíöåíòðàöèè (10) îïèñûâàåò ïðîöåññ
êîíñîëèäàöèè ìàññèâîâ, ïîä÷èíÿþùèõñÿ êëàññè÷åñêîìó ëèíåéíîìó çàêîíó
óïëîòíåíèÿ â óñëîâèÿõ ðåëàêñàöèîííîñòè ôèëüòðàöèîííîãî ïðîöåññà [7].
Ïðèâåäåííûå äàííûå ïîçâîëÿþò çàêëþ÷èòü, ÷òî ìîäåëü êîíñîëèäàöèè
íàñûùåííûõ ñîëåâûìè ðàñòâîðàìè ìàññèâîâ â ðàìêàõ ñèñòåìû ñ äâîéíîé
ðåëàêñàöèåé â îïðåäåëåííîì ñìûñëå «áëèçêà» ê èçó÷åííîé ðàíåå â [7] ìîäåëè
êîíñîëèäàöèè ñðåäû, äåôîðìèðóþùåéñÿ ïî ëèíåéíîìó çàêîíó óïëîòíåíèÿ
e e a� �0 � â óñëîâèÿõ ðåëàêñàöèîííîñòè ôèëüòðàöèîííîãî ïðîöåññà. Óòî÷íÿÿ
ñêàçàííîå, çàìåòèì, ÷òî ïîñêîëüêó ôóíêöèÿ òèïà ïîãðàíñëîÿ � �2 ( , )x
«ïîäïðàâëÿåò» ðåøåíèå H x t0 ( , ) â ìîìåíò t �( , )0 , çàòóõàÿ ýêñïîíåíöèàëüíî
íà áîëüøèõ ïðîìåæóòêàõ âðåìåíè, òî ðåøåíèå çàäà÷è êîíñîëèäàöèè â ðàìêàõ
ñèñòåìû ñ äâîéíîé ðåëàêñàöèåé îòëè÷àåòñÿ îò ðåøåíèÿ ñîîòâåòñòâóþùåé
çàäà÷è â ðàìêàõ êëàññè÷åñêîãî çàêîíà óïëîòíåíèÿ è ðåëàêñàöèîííîñòè
ôèëüòðàöèîííîãî ïðîöåññà [7] ëèøü äëÿ ìàëûõ çíà÷åíèé âðåìåíè t.
 äîïîëíåíèå ê èçëîæåííîìó âûøå ðàññìîòðèì òàêæå ñëó÷àé ñëàáî âû-
ðàæåííûõ ñâîéñòâ ðåëàêñàöèîííîñòè è ôèëüòðàöèîííîãî ïðîöåññà, ò.å. íàðÿ-
äó ñ � �1 2, áóäåì ñ÷èòàòü ìàëûìè è ïàðàìåòðû � �1 2, . Îòûñêèâàÿ àíàëîãè÷íî
ïðåäûäóùåìó ðåøåíèå êðàåâîé çàäà÷è îòíîñèòåëüíî íàïîðà H â âèäå (16),
ïîñëå ïðèìåíåíèÿ ñòàíäàðòíîé ïðîöåäóðû ìåòîäà âîçìóùåíèé ïðèõîäèì
ê ïîñëåäîâàòåëüíîñòè óðàâíåíèé äëÿ îïðåäåëåíèÿ ðåãóëÿðíîé ÷àñòè àñèì-
ïòîòèêè âèäà
�
�
�
�
�
�
H
t
c
H
x
f x ti i
i�
2
2
( , ) ( , )i n� 0 ,
(19)
ãäå
f
C
x
0
2
2
� � �
�
� , f c
H
x t
H
t
C
x
1 2 1
3
0
2 2
2
0
2 1
3
2
1 1� �
�
� �
� �
�
�
� �
�
� �
( ) ( ) ( )� � � � ��
t
,
f c
H
x t
H
t
H
x t
2 2 1
3
1
2 2
2
0
2 1 2
4
1
2 2
1� �
�
� �
� �
�
�
�
�
� �
( ) ( )� � � � �� �
�
�
�
�
� �
� ��2
3
0
3 1
4
2 2
H
t
C
x t
,�
Äëÿ îïðåäåëåíèÿ ÷ëåíîâ âíóòðåííåãî ïðèáëèæåíèÿ èìååì ïîñëåäîâàòåëü-
íîñòü óðàâíåíèé
�
�
�
�
�
�
�
�
� �2
3
3 2
2
2 11
�
�
� �
�
�
�
�
�
� �
i i i
i iF x( ) ( ( , )) ( , )i n� 0 ,
ãäå F0 0� , F c
x x x
i
i i i�
�
�
� �
�
� �
�
�
� �
� � �
�
�
� �
�
�
� �
�
�
2
1
2 2 1
3
1
2 2 1
4
1
2 2
( )
�
�
�
�
�
�
�
�
( , )i n�1 .
121 ISSN 0023-1274. Êèáåðíåòèêà è ñèñòåìíûé àíàëèç, 2008, ¹ 1
Ôóíêöèè ïîãðàíñëîéíîãî òèïà � �i x( , ) ( , )i n� 0 îòûñêèâàþòñÿ ñ ó÷åòîì
óñëîâèé
�
�
�
�
� �
�
�
� �
i
if x
0
~
( ),
�
�
�
�
� �
�
2
2
0
�
�
�
i
if x
~~
( ) ( , )i n� 0 ,
ãäå
~
( )f x0 0� ,
~
( ) ( , )f x
H
t
i ni
i
t
� �
�
�
�
�
� ��
�
1
0
1 ,
~~
( )f x0 0� ,
~~
( )f x1 0� ,
~~
( )f x
H
t
i
i
t
� �
�
�
�
�
��
�
�
2
2
2
0
( , )i n� 2 .
Îòñþäà ïîëó÷àåì
� 0 0� , � �
�
�
��
�
�
�
1 1
2
2
2
1
2
1
1 1
2
2( , )
~
( ) ( )x e f x e�
�
� � �
�
�
�
�
�
�
�
��
� �
�
�
,
� � � �
� � �
�
�
� � �
2 2
1
0 0 0
2 1
2
2
1
( , ) ( ( , )) exp
( )
x e F x�
� ��� �
�
�
�
�
� �
�
�
�
��
d d d
� �
�
�
� �
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
� �
�
�
�
�
�
�
2
2
2
1
2 2
1
1 1
2
2( ) [
~
( )
~~
( )]e f x f x �
�
�
!
�
~
( )f x2 .
Ïîñëåäîâàòåëüíîñòü âû÷èñëåíèé ïðèáëèæåíèé ê ðåøåíèþ òàêîâà: H 0 , �1,
H1, � 2 , � Îñíîâíîé âêëàä â ðåøåíèå çàäà÷è äàþò ôóíêöèè H x t0 ( , ) è
� �1 ( , )x . Ôóíêöèÿ H x t0 ( , ) îòûñêèâàåòñÿ òðèâèàëüíûì îáðàçîì íà îñíîâà-
íèè (19) ñ ó÷åòîì êðàåâûõ óñëîâèé
H t
H t
x
H x0
0
00 0
1
0 0 1( , ) ,
( , )
, ( , )�
�
�
� � ,
è èìååò ñëåäóþùèé âèä:
H x t x t f G x t d d
t
0
0 0
1
0( , ) ( , ) ( , ) ( , ; )� � �
"
�
�
�,
ãäå
" ( , ) sin ( ),x t e x
n n
c t
n
n�
�
�
��2
1
1
2
�
��� �
�
n
n
�
�( )2 1
2
,
G x t e x
n
c t
n n
n( , ; ) sin ( ) sin ( ).
�
����
�
�
��2
1
2
Ïîñêîëüêó óðàâíåíèå äëÿ îïðåäåëåíèÿ H 0 ñîîòâåòñòâóåò ñëó÷àþ
êëàññè÷åñêîé ôèëüòðàöèîííîé êîíñîëèäàöèè â óñëîâèÿõ çàêîíà Äàðñè è
ôóíêöèÿ �1 ÿâëÿåòñÿ ôóíêöèåé ïîãðàíñëîéíîãî òèïà, òî ìîæíî çàêëþ÷èòü, ÷òî
ðàññìàòðèâàåìàÿ ìîäåëü êîíñîëèäàöèè äëÿ ñðåä ñî ñëàáî âûðàæåííûìè
ðåëàêñàöèîííûìè ñâîéñòâàìè îäíîâðåìåííî ïðîöåññîâ ôèëüòðàöèè è
äåôîðìèðîâàíèÿ â íåêîòîðîì ñìûñëå «áëèçêà» ê êëàññè÷åñêîé ìîäåëè
ISSN 0023-1274. Êèáåðíåòèêà è ñèñòåìíûé àíàëèç, 2008, ¹ 1 122
êîíñîëèäàöèè Òåðöàãè–Ãåðñåâàíîâà [1–3], îáîáùåííîé íà óñëîâèÿ äâèæåíèÿ
ñîëåâûõ ðàñòâîðîâ [5, 6].
Èç ñêàçàííîãî âûøå ñëåäóåò, ÷òî ó÷åò ðåëàêñàöèîííûõ ñâîéñòâ ïðîöåññîâ
äåôîðìèðîâàíèÿ è ôèëüòðàöèè îñîáåííî âàæåí íà íà÷àëüíûõ ñòàäèÿõ
ïðîòåêàíèÿ ïðîöåññà óïëîòíåíèÿ.
ÏÎÑÒÐÎÅÍÈÅ ÏÐÈÁËÈÆÅÍÍÎÃÎ ÐÅØÅÍÈß
ÊÐÀÅÂÎÉ ÇÀÄÀ×È Â ÎÁÙÅÌ ÑËÓ×ÀÅ
 îáùåì ñëó÷àå, êîãäà ïàðàìåòðû ìîäåëè íå îáÿçàòåëüíî ìàëûå,
ïðèáëèæåííîå ðåøåíèå ðàññìàòðèâàåìîé êðàåâîé çàäà÷è ìîæíî ïîëó÷èòü
ñëåäóþùèì îáðàçîì.
Ðàññìîòðèì ñíà÷àëà çàäà÷ó (9), (11), (12), ñ÷èòàÿ ôóíêöèþ C èçâåñòíîé, è
ïðèìåíèì ê ýòîé çàäà÷å ïðåäëîæåííûé â [13] ïîäõîä, ñî÷åòàþùèé
äèôôåðåíöèàëüíî-ðàçíîñòíûé ìåòîä â ñîâîêóïíîñòè ñ ìåòîäîì ñóììàðíûõ
ïðåäñòàâëåíèé [14]. Äëÿ ýòîãî ââåäåì â ðàññìîòðåíèå ñåòî÷íóþ îáëàñòü
h i ix x ih i m h
m
� � � � �
�
�
�
�
�
!
: , , ,0 1
2
2 1
è ïîñòàâèì â ñîîòâåòñòâèå çàäà÷å (9), (11), (12) äèôôåðåíöèàëüíî-ðàçíîñòíóþ
çàäà÷ó âèäà
� � � �
� � ��
1 2
3
3 1 2
1 2
2
2
2
2d u t
dt
c
h
d u t
dt
� �
( ) ( )
� � �
�
�
�
�
�
�
� 1 2
2 3
2
2
c
h
T
d u t
dt
m� � ( ) ( )
�
�
# $� � �
�
�
�
�
�
�
�
�
� �1
2
2 2 1 2 2 1 3
c
h
d u t
dt
c
h
T
d um� �� � � �
� �
( )
( )
(( ) t
dt
c
h
u t
)
( )� �
2
2
� �
� �
c
h
T u t w tm�
2 3
( ) ( ) ( )
� �
,
(20)
� �
u e( )0 � ,
� �
u� �( )0 0,
� �
u � � �( )0 0. (21)
Çäåñü
�
�e T� ( , , , )1 1 1 ,
�
�0 0 0 0� ( , , , )T , % &�
�u t H t H t H tm
T
( ) ( ), ( ), , ( )� 1 2 ,
�
� �
� �
w t
h
d U t
dt
dU t
dt
U t( )
( )
( )
( )
( )� � � � �
�
� � � �
2 1 1
2
2 1 12 2 2
1 3
� �
�
�
�
�
T U tm( ) ( )
�
� � �
�
�
�
�
� � � �1 1 3
2
2 1 1 3
T
d U t
dt
T
d U t
dt
m m( ) ( )( )
( )
( )
� �
,
% &
�
�U t C t C t C tm
T
( ) ( ), ( ) , , ( )� 1 2 ,
�
�
1 1 0 0( ) ( , , , )t T� ,
T m
3
( ) — êâàäðàòíàÿ ìàòðèöà ïîðÿäêà m, îïðåäåëåííàÿ â [14].
Ââåäåì â ðàññìîòðåíèå P -òðàíñôîðìàöèè âåêòîðîâ
�
u è
�
w ñîãëàñíî ñîîòíî-
øåíèé � ( ) ( )( )*u t P u tm
'
�
3
�
, � ( ) ( )( )*w t P w tm
'
�
3
�
, ãäå P m
3
( )* — êâàäðàòíàÿ ìàòðèöà
123 ISSN 0023-1274. Êèáåðíåòèêà è ñèñòåìíûé àíàëèç, 2008, ¹ 1
ïîðÿäêà m, òðàíñïîíèðîâàííàÿ ïî îòíîøåíèþ ê ìàòðèöå P m
3
( ) � % &�
�
p
kj k j
m
( )
,
3
1
,
îïðåäåëåííîé â [14]. Óìíîæàÿ (20), (21) ñëåâà íà ìàòðèöó P m
3
( )* , ñ ó÷åòîì ñîîòíî-
øåíèÿ T P Pm m m m
3 3 3 3
( ) ( ) ( ) ( )*� ( ( % &(
3 1
3
2
3 3( ) ( ) ( ) ( ), , ,m
m� diag � � �� — äèàãîíàëü-
íàÿ ìàòðèöà ñîáñòâåííûõ ÷èñåë ìàòðèöû T m
3
( ) [14]), ïîëó÷àåì çàäà÷ó Êîøè,
çàïèñûâàåìóþ â ñêàëÿðíîé ôîðìå â âèäå
� � � � �1 2
3
3
2
2
d u t
dt
d u t
dt
d u t
dt
u ti
i
i
i
i
i i
� ( ) � ( ) � ( )
� ( )� � � � � ( )w ti (i m�1, ), (22)
� ( ) �u ei i0 � , � ( )ui � �0 0, � ( )ui � � �0 0 (i m�1, ), (23)
ãäå
� � � � � �i i� � �1 2 1 2 , � ��
i i
c
h
� �
2
32( )( ) , � � � �i i� � �1 2 1( ) ,
� ( )e pi
k
m
ki
�
�
�
1
3 ,
� ( )
� ( )
( )
� ( ) � (w t
c
d U t
dt
d U t
dt
U ti
i i i
i� � � �
� �
� � � �
�
1 1
2
2 1 1 ) ( )
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
h
p
i2 1
3 ,
� ( ) ( )( )U t p C ti
k
m
ki k�
�
�
1
3 (i m�1, ).
Íåïîñðåäñòâåííîé ïðîâåðêîé ìîæíî óáåäèòüñÿ, ÷òî ðåøåíèå çàäà÷è
(22), (23) èìååò âèä
� ( ) ( ) � ( ) ( )u t Q t w K t di i
t
i i� � �
0
� � � (i m�1, ), (24)
ãäå
Q t
g
ei
j
j
i
j
i
k tj
i
( )
( )
( )
( )
�
�
�
1
3
)
, K t ei
j j
i
k tj
i
( )
( )
( )
( )
� �
�
���
�
1
3 1
)
( , , )D i mi * �0 1 ,
k
m
m
i i
i
i( ) cos� �
�
�
�
�
�
�
��
�
�
� �2
1
3 3
2
31 2
2
1 2� �
�
� �
�
� � � i m
3
1 2 3
1 2� �
( , , )� ,
cos � i
i
i
q
p
� � �
2
27
3
, pi i
i� �
�
�
�
�
�
�
1
31 2
2
1 2� �
�
�
� �
,
qi i
i i i� � �
�
�
�
�
�
�
1 2
27 31 2
3
1
2
2
2
1 2� �
�
�
� �
� �
� �
, g k k ei i i
i1 2 3
( ) ( ) ( ) �� , g k k ei i i
i2 1 3
( ) ( ) ( ) �� ,
g k k ei i i
i3 1 2
( ) ( ) ( ) �� , )
1 1 2 1 3
( ) ( ) ( ) ( ) ( )( )( )i i i i ik k k k� � � ,
)
2 2 1 2 3
( ) ( ) ( ) ( ) ( )( )( )i i i i ik k k k� � � ,
ISSN 0023-1274. Êèáåðíåòèêà è ñèñòåìíûé àíàëèç, 2008, ¹ 1 124
)
3 3 1 3 2
( ) ( ) ( ) ( ) ( )( )( )i i i i ik k k k� � � , D
q p
i
i i� �
2 3
4 27
(i m�1, ).
Îòìåòèì, ÷òî àíàëèòè÷åñêèå ñîîòíîøåíèÿ äëÿ ôóíêöèé Q ti ( ) è K ti ( )� � â
ñëó÷àå íàëè÷èÿ êîìïëåêñíî-ñîïðÿæåííûõ êîðíåé ( )Di * 0 õàðàêòåðèñòè÷åñêîãî
óðàâíåíèÿ, ñîîòâåòñòâóþùåãî (22), è â ñëó÷àå êðàòíûõ äåéñòâèòåëüíûõ êîðíåé
( )Di � 0 óêàçàííîãî óðàâíåíèÿ íå ïðèâîäÿòñÿ ââèäó èõ ãðîìîçäêîñòè [15].
Ïåðåõîäÿ â ñîîòíîøåíèÿõ (24) ê îðèãèíàëàì, ïîëó÷àåì ðåøåíèå èñõîäíîé
äèôôåðåíöèàëüíî-ðàçíîñòíîé çàäà÷è â âèäå
H t F t C S t di i
k
m
k ik
t
( ) ( ) ( ) ( )� � �
�
�
1 0
� � � (i m�1, ),
(25)
ãäå
F t p Q t
h
p
k
ei
m
i
j j j
k
( ) ( )( ) ( )
( ) ( )
� �
� �
� �
�
� � � � �
�
1
3
2 1
3
1
3 1
)
j t
( )�
�
�
�
��
��
�
�
�
�
�
�
�
�
1 ,
S t
c
p p kik
j
i k
j
m
j( ) (
( ) ( )
( )
(� �
��
���
� �
� �
�
� �
�
�
�
�
1
3
3 3
1
1 2
)
% &) ( ) ( )
) ( ) .
( )
2
1 1 1� � �
�
� �
� ��
k ej
k tj
Ñ ó÷åòîì èçëîæåííîãî ìîæíî ïðåäëîæèòü ìåòîäèêó ðåøåíèÿ ðàññìàòðèâàåìîé
êðàåâîé çàäà÷è (9)–(14), áàçèðóþùóþñÿ íà ñîâìåñòíîì ïðèìåíåíèè äèôôåðåí-
öèàëüíî-ðàçíîñòíîãî è ñîáñòâåííî ðàçíîñòíîãî ìåòîäîâ. Ïðè ýòîì ïîëå êîí-
öåíòðàöèé âû÷èñëÿåòñÿ â ñîîòâåòñòâèè, íàïðèìåð, ñ ðàçíîñòíîé ñõåìîé,
çàïèñûâàåìîé â îáîçíà÷åíèÿõ ðàáîòû [16], â âèäå
nC D C w t C H C C Ct x x x x x x x� � � �� ( )( � ) ( � )� 2 . (26)
Ñ÷èòàÿ, ÷òî íà ïðåäûäóùåì âðåìåííîì ñëîå çàäà÷à ðåøåíà — àëãîðèòì
âû÷èñëåíèé äëÿ îïðåäåëåíèÿ íåèçâåñòíûõ ôóíêöèé H è C íà äàííîì âðåìåííîì
ñëîå ñôîðìóëèðóåì ñëåäóþùèì îáðàçîì:
1) âû÷èñëÿåì êîíöåíòðàöèþ C íà äàííîì âðåìåíío �ì ñëîå â ñîîòâåòñòâèè ñ
ðàçíîñòíîé ñõåìîé (26);
2) âû÷èñëÿåì çíà÷åíèå èçáûòî÷íîãî íàïîðà H íà ýòîì âðåìåíío �ì ñëîå ïî
ÿâíîé çàâèñèìîñòè (25);
3) ïåðåõîäèì íà ñëåäóþùèé âðåìåíío �é ñëîé è ïîâòîðÿåì àëãîðèòì,
íà÷èíàÿ ñ øàãà 1.
Ïðè ÷èñëåííîé ðåàëèçàöèè èçëîæåííîãî àëãîðèòìà èíòåãðàë â ñîîòíîøåíèè
(25) àïïðîêñèìèðóåòñÿ ñ ïîìîùüþ ñîîòâåòñòâóþùåé êâàäðàòóðíîé ôîðìóëû,
íàïðèìåð ôîðìóëû ïðÿìîóãîëüíèêîâ [17].
ÇÀÊËÞ×ÅÍÈÅ
Âûïîëíåííûé íà îñíîâå ïîñòðîåííîé ìàòåìàòè÷åñêîé ìîäåëè àñèìïòîòè÷åñ-
êèé àíàëèç ïîëåé èçáûòî÷íûõ íàïîðîâ ïðè ôèëüòðàöèîííîé êîíñîëèäàöèè
â óñëîâèÿõ ñèñòåìû ñ äâîéíîé ðåëàêñàöèåé (ðåëàêñàöèîííàÿ ôèëüòðàöèÿ â ðå-
ëàêñàöèîííî-ñæèìàåìîé ñðåäå) ïîêàçûâàåò íåîáõîäèìîñòü ó÷åòà, îñîáåííî íà
íà÷àëüíûõ ñòàäèÿõ ïðîöåññà óïëîòíåíèÿ, ðåëàêñàöèîííûõ ñâîéñòâ äåôîðìèðó-
åìîé ïîðèñòîé ñðåäû è ôèëüòðàöèîíîãî ïðîöåññà, ÷òî, â ÷àñòíîñòè, âàæíî
ïðè ðåçêèõ è çíà÷èòåëüíûõ èçìåíåíèÿõ äàâëåíèÿ.  îáùåì ñëó÷àå (ïðè îòêàçå
îò ïðåäïîëîæåíèÿ î ìàëîñòè ðåëàêñàöèîííûõ ïàðàìåòðîâ) ÷èñëåííîå ìîäåëè-
ðîâàíèå äèíàìèêè ïðîöåññà ôèëüòðàöèîííîé êîíñîëèäàöèè ïîðèñòîé ñðåäû,
125 ISSN 0023-1274. Êèáåðíåòèêà è ñèñòåìíûé àíàëèç, 2008, ¹ 1
â ðàìêàõ ðàññìàòðèâàåìîé ìàòåìàòè÷åñêîé ìîäåëè, ìîæåò áûòü âûïîëíåíî íà
îñíîâå ðàçðàáîòàííîãî àëãîðèòìà.
ÑÏÈÑÎÊ ËÈÒÅÐÀÒÓÐÛ
1. È â à í î â Ï . Ë . Ãðóíòû è îñíîâàíèÿ ãèäðîòåõíè÷åñêèõ ñîîðóæåíèé. — Ì.: Âûñø. øê., 1991.
— 447 ñ.
2. Ô ë î ð è í Â . À . Îñíîâû ìåõàíèêè ãðóíòîâ: Â 2-õ ò. — Ë.; Ì.: Ãîññòðîéèçäàò, 1961. — Ò. 2.
— 544 ñ.
3. Ç à ð å ö ê è é Þ . Ê . Òåîðèÿ êîíñîëèäàöèè ãðóíòîâ. — Ì.: Íàóêà, 1967. — 543 ñ.
4. Á ó ë à â à ö ü ê è é  . Ì . , Ê ð è â î í î ñ Þ . à . , Ñ ê î ï å ö ü ê è é  .  . Íåêëàñè÷íŸ
ìàòåìàòè÷íŸ ìîäåëŸ ïðîöåñŸâ òåïëî- òà ìàñîïåðåíîñó. — ÊèÂâ: Íàóê. äóìêà, 2005. — 283 ñ.
5.  ë à ñ þ ê À . Ï . , Ì à ð ò è í þ ê Ï . Ì . Ìàòåìàòè÷íå ìîäåëþâàííÿ êîíñîëŸäàöŸÂ ãðóíòŸâ â
ïðîöåñŸ ôŸëüòðàöŸÂ ñîëüîâèõ ðîç÷èíŸâ. — Пâíå: Âèä-âî ÓÄÓÂÃÏ, 2004. — 211 ñ.
6. Á ó ë à â à ö ü ê è é Â . Ì . , Ñ ê î ï å ö ü ê è é Â . Â . Ñèñòåìíûé ïîäõîä ê ïðîáëåìå
ìàòåìàòè÷åñêîãî ìîäåëèðîâàíèÿ ïðîöåññà ôèëüòðàöèîííîé êîíñîëèäàöèè // Êèáåðíåòèêà è
ñèñòåìíûé àíàëèç. — 2006. — ¹ 6. — Ñ. 73–81.
7. Ñ ê î ï å ö ü ê è é  .  . , Á ó ë à â à ö ü ê è é  . Ì . Ìàòåìàòè÷íå ìîäåëþâàííÿ ïðîöåñó
ôŸëüòðàöŸéíî êîíñîëŸäàöŸÂ ìàñèâŸâ, íàñè÷åíèõ ñîëüîâèìè ðîç÷èíàìè çà óìîâ
ðåëàêñàöŸéíî ôŸëüòðàöŸÂ // Äîï. ÍÀÍ ÓêðàÂíè. — 2006. — ¹ 2. — Ñ. 55–61.
8. Ì î ë î ê î â è ÷ Þ . Ì . , Í å ï ð è ì å ð î â Í . È . , Ï è ê ó ç à Â . È . , Ø ò à í è í À . Â .
Ðåëàêñàöèîííàÿ ôèëüòðàöèÿ. — Êàçàíü: Èçä-âî Êàçàí. óí-òà, 1980. — 136 ñ.
9. Ë ÿ ø ê î È . È . , Ä å ì ÷ å í ê î Ë . È . , Ì è ñ ò å ö ê è é à . Å . ×èñëåííîå ðåøåíèå çàäà÷
òåïëî- è ìàññîïåðåíîñà â ïîðèñòûõ ñðåäàõ. — Êèåâ: Íàóê. äóìêà, 1991. — 264 ñ.
10. Á ó ë à â à ö ê è é  . Ì . , Ñ ê î ï å ö ê è é  .  . Ìàòåìàòè÷åñêîå ìîäåëèðîâàíèå ïðîöåññà
ôèëüòðàöèîííîé êîíñîëèäàöèè ñ ó÷åòîì ðåëàêñàöèîííûõ ÿâëåíèé // Ïðîáëåìû óïðàâëåíèÿ è
èíôîðìàòèêè. — 2006. — ¹ 3. — Ñ. 48–56.
11. Â è ø è ê Ì . È . , Ë þ ñ ò å ð í è ê Ë . ß . Ðåãóëÿðíîå âûðîæäåíèå è ïîãðàíè÷íûé ñëîé äëÿ
ëèíåéíûõ äèôôåðåíöèàëüíûõ óðàâíåíèé ñ ìàëûì ïàðàìåòðîì // Óñïåõè ìàò. íàóê. — 1957.
— 12, âûï. 5. — Ñ. 3–122.
12.  à ñ è ë ü å â à À . Á . , Á ó ò ó ç î â  . Ô . Àñèìïòîòè÷åñêèå ìåòîäû â òåîðèè ñèíãóëÿðíûõ
âîçìóùåíèé. — Ì.: Âûñø. øê., 1990. — 208 ñ.
13. Ã ë ó ù å í ê î À . À . Îäèí ïðèáëèæåííûé ìåòîä ðåøåíèÿ íåñòàöèîíàðíûõ çàäà÷
ìàòåìàòè÷åñêîé ôèçèêè // Äîêë. ÀÍ ÓÑÑÐ. — Ñåð. À. — 1978. — ¹ 6. — Ñ. 490–494.
14. Ï î ë î æ è é à . Í . ×èñëåííîå ðåøåíèå äâóìåðíûõ è òðåõìåðíûõ êðàåâûõ çàäà÷
ìàòåìàòè÷åñêîé ôèçèêè è ôóíêöèè äèñêðåòíîãî àðãóìåíòà. — Êèåâ: Âèùà øê., 1962. —
161 ñ.
15. Ì è ø è í à À . Ï . , Ï ð î ñ ê ó ð ÿ ê î â È . Â . Âûñøàÿ àëãåáðà (ëèíåéíàÿ àëãåáðà,
ìíîãî÷ëåíû, îáùàÿ àëãåáðà). — Ì.: Íàóêà, 1965. — 300 ñ.
16. Ñ à ì à ð ñ ê è é À . À . Òåîðèÿ ðàçíîñòíûõ ñõåì. — Ì.: Íàóêà, 1977. — 656 ñ.
17. Á à õ â à ë î â Í . Ñ . , Æ è ä ê î â Í . Ï . , Ê î á å ë ü ê î â à . Ì . ×èñëåííûå ìåòîäû. —
Ì.: Íàóêà, 1987. — 600 ñ.
Ïîñòóïèëà 23. 03. 2007
ISSN 0023-1274. Êèáåðíåòèêà è ñèñòåìíûé àíàëèç, 2008, ¹ 1 126
|